全 文 ：洋板片下潜的牵引力作为洋底运动的驱动力 ,就能比较好地
解释太平洋中脊扩张较其他大洋中脊快的事实。 对于大西洋
和印度洋 ,因其两侧为无俯冲带的“被动大陆边缘” ,洋底的扩
张只能用大陆的移动来解释 ,即假设美洲大陆向西移动 ,因非
洲大陆东侧也存在东非大裂谷和印度洋中脊等张裂构造 ,其
西移的速度较小或相对静止 ,欧亚大陆相对向东移动 ,澳洲大
陆向北运动 ,就可以造成印度洋和大西洋的张开。这一假设对
于解释“被动大陆边缘”的张裂现象要比“中脊扩张 ,推挤大陆
向两侧运动”的解释要好得多。 总之 ,板块运动力学机制问题
是一个复杂的问题 ,只有全面认识全球板块运动的构造环境
才有可能圆满解决。
主要参考文献
1　金性春等。 大洋钻探与中国地球科学。 上海:同济大学出
版社 , 1995, 153～ 159
2　 M evel , C. et al . . Proc. ODP , Init . Repts. , 1993, 147 /
148: 5～ 14
3　 Mendal , V. and Sauter, D. . Geolog y, 1997, 25: 2
来稿集粹· NEWS IN BRIEF
螺旋藻的研究和开发进展
THE LATEST TRENDS IN RESEARCH AND PRODUCT DEVELOP-
MENT OF SPIRULINA
张以芳　　杨志雷
(云南农业大学动物科技学院微生物室 昆明 650201)
关键词　　螺旋藻 ,开发
⒇
　目前发现的螺旋藻约 35种 ,用于工业化生产的螺
旋藻有钝顶螺旋藻 ( Spirulina platensis)和极大螺旋藻
( S . max ima ) ,本文重点综述了螺旋藻的形态结构 ,生
物学特性 ,生产开发现状及发展动态。
1　螺旋藻的形态学结构及生物学特性
1. 1　螺旋藻形态学
螺旋藻是一种多细胞型丝状微生物 ,螺旋形是螺旋藻属
的特性 ,但是螺旋参数 (螺距及螺旋直径 )随品种不同而异。
光学显微镜下 ,钝顶螺旋藻蓝绿色、多细胞型 ,细胞近方形 ,
细胞宽 6～ 8μm,长 2～ 6μm,螺旋疏松弯曲 ,螺旋藻宽 26～
36μm,螺间距 43～ 57μm,藻丝长 200～ 500μm,末端不尖细
或略尖细 ,末端细胞宽圆形 ,横壁略收缢 ,横壁处无棵粒。 极
大螺旋藻灰绿色 ,细胞宽 7～ 9μm,长小于宽 ,螺间距 70～ 80
μm,顶端微尖 ,横壁不收缢 ,横壁两边有棵粒。 藻丝螺旋形仅
在液体培养基中被保持 ,在固体培养基中 ,由于肽聚糖层的
脱水作用 ,导致细胞僵硬度变化 ,常失去螺旋形 ,变为直线形
藻丝。
1. 2　螺旋藻结构
钝顶螺旋藻超薄切片电镜观察显示 ,细胞壁可能有 4层
结构 ,最外层是呈平行线状排列的藻丝轴 ( Trich ome axis ) ,
被认为类似于革兰氏阴性细菌细胞壁 ,第 2层是绕藻丝轴的
纤维蛋白原 ;第 3层是肽聚糖层 ;最内层为纤丝层。第 3层和
最内层共同形成细胞分隔膜 ,隔膜可呈现部分折叠 ,折叠多
少似乎与藻丝间螺距成反比 ,折叠越多、螺间距越小 ,反之亦
然。 细胞质中最明显的结构就是起源于质膜的类囊体 ( Th y-
lak oid ) ,类囊体是由多层膜片相叠而成的片状结构 ,细胞分
裂时 ,类囊体破裂 ,分散于两个子细胞中。藻青蛋白的高分子
凝集物—— 藻胆体 ( Phycobi lis om e) ,吸附于类囊体上 ,被看
成是采光接受天线。细胞浆中还有液泡、间体、核糖体及作为
储备物的藻蓝蛋白棵粒也常被观察到。藻蓝蛋白含量随细胞
年龄、培养基含氮量、培养温度、光照条件而有数量变化 ,在
15～ 17℃时 ,藻蓝蛋白最多 ,充盈细胞浆 ,占据细胞体积 18
% ,其他细胞器浓度则不受温度及光照影响。
1. 3　螺旋藻生物学特性
钝顶螺旋藻和极大螺旋藻虽在形态方面有差异 ,生物学
特性及营养成分则完全相同。 其适宜的生长条件为:温度 25
～ 37℃ ,光照强度 30 000～ 35 000 lx, pH8. 5～ 10. 5;较好的
培养液是 Zarrou k氏培养基。螺旋藻光能利用率最高可达 24
% ,在气温 25～ 35℃条件下 ,如果阳光充足 , 3～ 5 d即可增
殖一倍。
68 海洋科学
⒇ 收稿日期: 1997-11-20
2　国内外螺旋藻生产开发现状
1968年墨西哥开发 Texcoco湖中的极大螺旋藻 ,建成
700 m2的培养池 ,使其成为世界上第 1个螺旋藻生产厂。
1980年联合国粮农组织 ( FAO)正式确认螺旋藻理想的蛋白
质标准和各种生理参数 ,并将螺旋藻誉为 “ 21世纪人类蛋白
质的来源” ; 1982年联合国科教文组织推荐螺旋藻为“人类明
天最理想的保健食品” ,并向世界各国推荐发展螺旋藻。 目
前 ,已有墨西哥、法国、乍得、日本、联邦德国、菲律宾、印度、
泰国、丹麦、荷兰、意大利、秘鲁、以色列、美国及我国 (包括我
国台湾省 )等 10多个国家地区生产螺旋藻。 年产 100 t以上
的企业有日本螺旋藻公司 ,泰国的大日本 INK公司 ,我国台
湾省蓝宝公司 ,墨西哥索沙、迪斯科克公司 ,意大利的乍得公
司 ,美国 Earthis e公司及以色列的螺旋藻产业等 [1]。
1985年 ,中国科学院武汉植物研究所胡鸿钧带领的课题
组将钝顶螺旋藻引入云南程海湖进行培养研究 ; 1987年驯化
筛选出适于程海地区的螺旋藻新品系—— Sp irul ina p laten-
sistr ,并研制了程海水半人工培养基 ch-1号和 ch-2号 ; 1989
年在程海建成国内第 1个螺旋藻生产中试基地。 目前 ,云南
施普瑞、宏源、蓝宝、云海等公司已在程海湖周围建成 500
000 m2生产池 ,年产螺旋藻干粉 700～ 800 t,程海已成为世
界最大螺旋藻生产基地 [1 ]。
90年代初期 ,螺旋藻在医药和保健食品上应用发展颇
快 ,螺旋藻胶囊、藻片 ,以及食品、化妆品等都有加入螺旋藻
或其深加工的产物 ,预示着螺旋藻的利用进入了一个新阶
段 ,因而掀起了螺旋藻开发利用的又一个热潮。目前 ,国内螺
旋藻生产企业有近 100余家 ,估计年产螺旋藻干粉近 2 000
t。
3　螺旋藻生产加工技术发展动态
螺旋藻生物技术自 70年代创新以来 ,各国约 95%以上
是采用流水池塘式开放体系培养螺旋藻 ,由于不断应用新的
科研成果和生产技术新工艺 ,生产水平不断提高 ,现在螺旋
藻开放体系生产技术及藻粉干燥技术较为成熟。 目前 ,螺旋
藻生产技术主要集中在生物光反应器研究应用方面 ,加工技
术主要在新品系藻种选育和螺旋藻生物活性成分提取等方
面 ,并通过这些技术来降低生产成本和增加产品多样化形
式。
3. 1　螺旋藻光反应器研究应用
螺旋藻属于高光合效应微生物 ,对太阳能的利用率高达
24% ,这比大田粮食作物高 6～ 8倍 ,但由于在开放条件下生
产螺旋藻 ,最适生产条件无法利用计算机自动控制使培养过
程最优化 ,藻细胞对光的利用率不高 ,生产浓度低 ,平均产率
国外为 14 g /m2· d,国内 7 g /m2· d,使得藻体收获费用高。
目前 ,国外螺旋藻光反应器的研究已在进行 , 1992年 Pirt等
人建立了细胞反应器 (孔径 1 cm)和计算机控制装置。 1993
年 Girs ep pa To rri lo等设计和建造了双层管道式生物反应器
用于螺旋藻室外培养①。已设计的光反应器有各种不同的形
式和特点 ,最普遍使用的是管道式光生物反应器 ,它是在一
个密闭的透明管状生物反应器内借助自然光照进行工厂化
生产藻类的一种生产方式。由于密封的管道系统可以与其他
加工设备配套 ,因而整个生产过程可基本实现自动化。 采用
开放式培养池的产量在 1. 0 g /L左右 ,采用管道式反应器 (直
径 2～ 6 cm) ,在 105× 10- 3 k J /cm2· h的光照下 ,最好产率可
达到 6. 3 g /L。可以预料 ,以高光率为主攻方向的光生物反应
器 ,在螺旋藻大规模培养中具有巨大潜力 ,而成为当前发展
的主要趋势 [3]。
3. 2　富集微量元素新品系藻种选育
为了适应人类的各种需要 ,选育的富集微量元素新品系
藻种 ,能使某种特定的微量元素从无机态转化为有机态 ,而
易被人体吸收利用。微量元素参与人体 50% ～ 70%的酶组
分 ,构成机体重要的载体和电子传递系统 ,参与某些激素和
维生素的合成 ,与某些原因不明的疾病关系密切。因此 ,提高
螺旋藻中某些特定微量元素的含量对于拓宽螺旋藻的应用
范围 ,增强特色、提高产品价值有重要意义②。 例如 ,筛选驯
化的螺旋藻有较好的富硒能力 ,富硒藻种生产的螺旋藻干粉
有机硒含量达 400～ 1 000 mg /k g以上。目前已有富硒藻粉上
市 ,随着高碘、高钙、高铬、高亚麻酸新品系藻种选育成功 ,将
会有更多产品面市。
3. 3　螺旋藻生物活性成分 (功能性产品 )的提
取及应用
螺旋藻的生物活性成分较复杂 ,目前发现较有应用价值
的成分有 ,拟生长因子、内源性酶、藻多糖、藻蓝素、不饱和脂
肪酸 (γ-亚麻酸、亚油酸 )等。
3. 3. 1　生长因子 ( GFL)　 1996年钱凯先等人首次从螺
旋藻蛋白质中发现一种能刺激人体细胞 ( in vit ro )增长的多
肽 ,称之为拟生长因子 ,经鉴定 ,其分子量接近于胰岛素。
GFL的发现对于开辟生长因子相关药物具有意义。
3. 3. 2　内源性酶 ( SOD)　在体内 ,氧自由基可导致
DN A分子损伤、断裂、突变或癌变 ,蛋白质分子变性、细胞代
谢紊乱、机体衰老化。 而 SOD能碎灭氧自由基 ,从而保护细
胞 DN A和蛋白质分子 ,发挥抗衰老、抗癌变作用。 用特殊方
法诱变的螺旋藻能大幅度增强 SOD合成 ,并可以从细胞中
提取分离纯化 ,具有优越的产品性状 [17]。
3. 3. 3　螺旋藻多糖 ( PSP)　 PSP是目前研究较多的热
门课题 [1]。 从螺旋藻热水分馏物中获取的 PSP为白色粉末 ,
易溶于水 ,难溶于乙醚、丙酮、氯仿及高浓度乙醇中。 1991年
刘力生等用凝胶过滤法测得 PSP分子量为 12 590,用薄层层
析法鉴定它由甘露糖、葡萄糖、半乳糖及葡萄糖醛酸等 4种
691998年第 5期
①② 中国藻类学会第四届学会研讨会论文集 , 1995。 成都。
螺旋藻产业发展国际研讨会论文汇编 , 1996。 昆明。
不同单糖构成的多糖 ,其相对含量分别为 31. 2% , 29. 7% ,
22. 6%和 16. 5%。 最近日本从螺旋藻热水分馏物中获取的
一种硫酸化 PSP,命名为 Calciums-spirulan,证明是由鼠李
糖、岩藻糖、木糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、葡萄糖醛酸、核
糖、果糖、半乳糖醛酸、硫酸酯及钙离子组成的一种多糖。 目
前的报道均证明 PSP具有抗病毒、抗癌作用 ,可作为一种重
要的药源开发。
3. 3. 4　藻蓝素 ( FM P)　 FM P是存在于螺旋藻中的一
种自然界罕有的天然荧光色素蛋白质 ,高纯度的 FM P是一
种荧光分子探针 ,它与其他配体分子结合后 ,可以标记各种
生物大分子 ,用于生物分子试剂 ,为某些疾病提供新的诊断
手段。目前 ,美国 Sigma公司和法国 Boehnigar Mannh eim公
司已有 FM P探针面市 [2 ]。 在日本 , FM P也广泛用于食品和
化妆品的天然色素。
最近 ,日本还研究从螺旋藻中提取茉莉酸 ( Tasmonic
acid)用做植物生长调节剂 [4]。 提取藜型抗氧化剂 ( An tioxi-
dan t ch enopodiales )用于皮肤美容剂及食品保存剂等 [5] ,并
已获得专利。
参考文献
1　杨志红主编。 施普瑞医学论文汇编。 北京:海洋出版社 ,
1996。 1～ 242
2　李建宏、邰子原等。 南京大学学报 , 1996。 32( 1): 59～ 63
3　 Giusppe. J. et al . . Biotechnology and B ioen gineering
1993, 42: 891～ 898
4　 Yoshihid e. M . et al . . Jpn. Kokai Tokk yo Koho, 1993.
JP03279346
5　 Mich ael. A. et al . . European Patent Application 1993,
EP 271133
山东省海洋空间资源合理开发刍议
THE RATIONAL DEVELOPMENT OF MARINE SPACE RE-
SOURCES IN SHANDONG PROVINCE
金秉福
(烟台师范学院地理系 264025)
关键词　　山东 ,海洋空间资源 ,合理开发
⒇
1　山东省海洋空间资源概况
1. 1　渔场数量、面积及主要鱼类
主要渔场有莱州湾、烟威、石岛、青海、海州湾、连青石
等 ,总面积 50 000 n mile2。渔区分两个:一个是渤海湾渔业区
域 ,面积约 27 000 km2 ,各种鱼类约 100种 ,主要经济种类有
小黄鱼、黄姑、鲅鱼、鲐鱼、带鱼、鲆鲽鱼、鱼是鱼等。另一个是
黄海渔业区域 , 10～ 14 m以内等深线海域面积 140
000 km2 ,鱼类 200余种 ,主要经济种类有小黄鱼、大
黄鱼、带鱼、叫姑、真鲷、鳗鱼、青鱼等。 近岸渔场是山
东省渔业生产的主要作业区。包括: ( 1)黄河口附近渔
场 ,主捕小黄鱼、鳓鱼等 ; ( 2)莱州湾渔场 ,主捕小黄
鱼、带鱼、黄姑鱼等 ; ( 3)蓬莱沿海渔场 ,主捕带鱼、小
黄鱼和真鲷 ; ( 4)烟威外渔场 ,主捕小黄鱼、鲐鱼、鳓鱼
等 ; ( 5)石岛及石岛外渔场 ,主捕小黄鱼、带鱼、鲐鱼 ,
黄姑鱼 ; ( 6)乳山、海阳外渔场 ,主捕带鱼。 ( 7)胶南、日
照外渔场 ,主捕带鱼、黄鲫鱼、鳓鱼等。
1. 2　海岸线长度、浅海和滩涂面积
山东海岸线北起大口河口南至绣针河口 ,总长度 3 121.
95 km。 占全国的 16. 86% ,居第 3位。 滩涂面积 3 223. 57
km2,占全国的 15% ,居第 2位。- 20 m水深线以内的浅海面
积 29 031. 25 km2。根据海岸线和滩涂的形态特征 ,大致可分
为 3段。 第 1段北起即墨市丁字湾 ,南到日照市绣针河口 ,基
本属于基岩港湾海岸 ,其中岩礁底质的硬质滩面 39. 38 km2。
砂、砾、泥质的软质滩面 386. 55 km2。第 2段南起丁字湾河口
北至莱州市土山 ,岸线蜿蜒曲折 ,港湾众多 ,为典型港湾式海
岸 ,其中岩礁硬质滩面 52. 37 km2。 砂泥等软质滩面 530. 29
km2。海阳市和乳山市部分滩面都是纯质砂粒组成 ,是建筑的
优良材料。第 3段包括潍坊、东营、惠民 3市所辖沿海县 ,属粉
砂淤泥质海岸 ,由于受黄河输送泥沙影响 ,整个岸带坡度比
一般在万分之几 ,滩涂面积达 2 214. 98 km2。 岸带最大特点
是 ,黄河每年以 1. 1× 109 t的泥沙从这里入海 ,泥沙大量沉
积 ,形成南起支脉沟北至大口河的现代三角洲冲积平原 ,岸
线不断向外扩张 ,河口区平均年扩张速度为 5 km。
1. 3　可建港口条件
山东省海岸线多为基岩性海岸 ,建港条件优越。 除已建
成的港口外 ,还有很大的建港潜力。 据初步调查 ,可建 5～ 10
70 海洋科学
⒇ 收稿日期: 1998-02-10